Aggregate und Kraftstoffverbrauch
Aktuell liegt eine Aggregatbeschreibung eines 6 kVA-Gerätes vor. Hier wird als Kraftstoffverbrauch angegeben:
- Leerlauf 0,6 l/h
- 50% Last 1,2 l/h
- 100% Last 1,8 l/h
B = 0,2 * P + 0,6 (1)
Zur Kontrolle: Wenn das Gerät eine Stunde lang nichts erzeugt (P=0), dann braucht es 0,6 Liter, erzeugt es eine Stunde 3 kW (P=3) also 3 kWh, dann braucht es 1,2 Liter.
Wenn man nun den Wirkungsgrad auf den eingesetzten Kraftstoff bezieht, dann kommt man auf
ηG = B/P = (0,2 * P + 0,6)/P (2)
Siehe Diagramm GeneratorKraftstoffwirkungsgrad.jpg. (Diagramm wird nachgereicht, wenn es wieder möglich ist, ansonsten: Ich habe es mit Excel gemacht).
Bei diesem Generator ist klar, dass man sehr viel Kraftstoff braucht für die Erzeugung von 1kWh, wenn man den Generator mit einer Leistung von Unterhalb von 1kWh betreibt. Betreibt man ihn oberhalb von 3 kWh, dannn holt man das meiste aus dem Sprit raus.
Akkublöcke und Wirkungsgrade
Bei der Verwendung eins Akkus gibt es einen Akkuwirkungsgrad, der mir angibt, wie viel Prozent der reingesteckent Energie ich aus der Strecke "Steckdose (230V) -> Ladegerät -> Akku -> Wechselrichter -> 230V" wieder heraus bekomme.
Mit der einespeisten Leistung Pin [kWh] und der später entnommenden Leistung ab Pout [kWh] gilt
ηA = Pout/Pin (3)
Um eine Vorstellung von dem zu betrachtenden Vorgang bekommen zu können, sei hier ein geschätzter Wirkungsgrad von nur 0,5 angenommen (was m.E. ein schlechter Wert ist, hier jedenfalls - https://www.computerbase.de/forum/showt ... ?t=1498599 – gibt es einen Kandidaten mit 51%, aber das ist der untere Wert. Erreichbar sind offenbar auch 79%. Das gilt für die Bastelecke, der professionelle Bereich liegt m.E. deutlich höher). Es liegt aber in keinem Fall am Akku alleine. Die Qualität von Ladegerät und Wechselrichter gehen auch hier ein. Man müsste diese Werte ggf. wirklich erst mal messen.
Das Standard-Notfallszenario
Bei einem normalen Stromausfall greifen erst einmal die Akkus der USVen. Sie garantieren typischerweise für 10 Minuten bis 1 h Strom, je nach Auslegung und Vorgabe. Dann springen Generatoren an und übernehmen den Betrieb, wobei die Kraftstofftanks in bei Krankenhäusern für 2 Tage ausgelegt sind.
In der Regel sind die Akkukapazitäten und auch den Generatorkapazitäten überdimensioniert. Das ermöglicht eine geänderte Betriebsführung, bei der man je nach Randbedinungen durchaus einige Tage mehr aus den gleichen Vorräten wird rausholen können. Ob mein Konzept Sinn macht oder nicht, wird man bei dem hier betrachteten Generator festellen können durch die Messung des typischen Strombedarfs. Liegt der unter 1kWh durchschnittlich, dann kann man mit dem folgenden Konzept vieles gewinnen, liegt er drüber, dann sollte man sich keine Mühe geben. Wenn der Tank leer ist, dann ist es vorbei.
Das Alternativ-Notfallszenario
Zunächst einmal sollte man sich in der Nachbarschaft umsehen. Wenn es dort weitere Rechenzentren und Krankenhäuser gibt, dann haben die im Grunde auch Generatoren und entsprechenden Treibstoff. Der erste Schritt besteht darin, dass man Vorbereitungen triff, diese Generatoren parallel schalten zu können. Dazu müsste man vorbereiten, dass man mit einem entsprechend kräftigen Starkstromkabel Verbindungen schafft von Generator zu Generator. Nehmen wir an, es gäbe die Notstromaggreage A, B und C und man legt nun eine Leitung von A nach B und B nach C. Im Haus werden diese direkt verbunden mit dem jeweiligen Krankenhaus- oder Rechenzentrumnsnetz, also den Verbrauchern.
Man kann nun irgend einen Generator in Betrieb nehmen und damit ggf. sogar alle drei Häuser gleichzeitig versorgen. Hier nimmt man immer den, der von der Leistung am besten passt.
Will man einen weiteren Generator hinzufügen, dann muss man diesen synchronisieren https://de.wikipedia.org/wiki/Synchronoskop und zuschalten (Moderne Synchronoskope wären jeder lissajousfähige Oszi und hier muss man nur auf das Deutsche Bank Logo warten und kann schalten). Solch ein Zuschalten macht man nur, wenn man entweder den Generator wechseln will oder weil man mehr Leistung braucht.
Im Grunde sollte man darauf achten, dass der Generator zu 80% ausgenutzt ist. Man hat dann eine kleine Reserve für das Zuschalten weiterer Verbraucher.
Was man nun braucht ist Lastabschaltung bei Bedarf. Hier ist der erste Kandidat das Ladegerät für die Nostromakkus. Wenn also die Generatorkapazität zu knapp wird, dann unterbricht man das Nachladen. Auf der zweiten Ebene kann man Last abschalten, wenn man die USV-versorgten Gruppen selbst aus dem Kreis nimmt.
Also: Der Generator läuft auf 5 kW und irgend jemand braucht für 20 Minuten ein 2 kW-Gerät, dann schaltet man die eine oder andere USV-Gruppe ab, die Leistung des Generators fällt auf 3 kW und man kann den 2 kW-Verbraucher einschalten.
Man braucht zwei Leute, die das managen rund um die Uhr und die Belegschaft muss einen Gerätebedarf ggf. kommunizieren.
Aber man kann aus 2 Tagen vielleicht 5 machen.
Herzliche Grüße
Wolfgang
